Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

Artículo publicado el (actualizado el )
Bootstrap Case

En que consiste el ahorro:

Las calderas generan vapor de muy alta presión. En ocasiones hay que despresurizar mediante válvulas de control para alcanzar la presión de la red de distribución.

Podemos convertir el sistema de vapor en una unidad que genere electricidad.  Si el diseño del sistema permite aumentar la presión del vapor generado podemos aumentar la presión diferencial en la turbina y generar más electricidad. Podemos conseguir el mismo beneficio si logramos reducir la presión de trabajo de la red de vapor.

 

Esquema de la instalación: Esquema de ahorro

Como ejecutar el ahorro:

En ocasiones se utilizan válvulas de control de gran tamaño para ajustar la presión de la caldera a la presión de la red de distribución. Se pueden substituir estas válvulas de control por turbinas para transformar en electricidad la energía que estarían perdiendo  las válvulas de control.

Aunque no tengamos estas válvulas podemos evaluar el ahorro si aumentamos la presión del vapor generado en la caldera e instalamos la turbina para generar electricidad.

Las turbinas que se utilizan en este tipo de aplicación se conocen como “Back Pressure Turbines”o turbinas de contrapresión. Normalmente se instalarían en la línea de salida de vapor de la caldera.

Aspectos a tener en cuenta cuando apliques esta idea:

(Esta idea pueden ser incompatible con otras ideas y reducir el ahorro energético esperado)

    Presta atención si la idea ocasiona Aumento de la presión del vapor generado


    Aumentar la presión de vapor aumenta la velocidad de ensuciamiento, por ello hay que analizar el sistema en su conjunto. (Asociar con la idea de aumentar la presión para instalar turbnas.) En cambio  bajar la presión para adaptarnos a la demanda disminuye el ensuciamiento de los tudos de la caldera.

    Presta atención si la idea ocasiona Reducir la presión del vapor generado


    Reducir la presión del vapor generado en las calderas  reduce el consumo de combustible. Sin embargo en instalaciones que tienen turbinas instaladas se reduciría además la electricidad producida por las turbinas. Habría que analizar estas instalaciones en detalle para determinar la conveniencia o no de reducir la presión de vapor como medida de ahorro de energía.

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este sistema:

-Calentar agua de calderas (BFW)

Instalar  intecambiador de calor en el agua de alimentación a la caldera para reducir consumo de combustible de la caldera.


-Instalar «Turbulators» en calderas tubulares de dos o tres pasos

-Instalar acumuladores de vapor

 Otras ideas:

-Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

-Medir y monitorizar

-Reducir ensuciamiento de los tubos de las calderas

-Reducir la presión del vapor generado

-Reducir la purga del agua de la caldera

-Mejorar el sistema de aditivos a la caldera

Caldera de Vapor

Las calderas de vapor son hornos diseñados específicamente para generar el vapor que se va a utilizar como servicio en la planta. A la caldera se alimenta agua desmineralizada que se hace pasar por unas tuberías de intercambio de calor en el interior del horno, donde el agua se vaporiza. Existen dos sistemas de circulación de agua dentro del horno, la zona de radiacción donde se aprovecha la energía de radiación producida durante la combustión y la zona de convección, donde se aprovecha el calor de los gases de combustión a elevada temperatura. Una caldera eficiente es aquella que aprovecha la mayor parte del calor de combustión maximizando la generación de vapor. En una caldera eficiente la temperatura de los gases de escape es lo más baja posible y las pérdidas de calor al exterior son mínimas.

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este sistema:

-Ajustar la presión del vapor en consumidores

Diseñar los intercambiadores de calor y consumidores de vapor para alta presión del vapor de suministro.
Se aumenta la cantidad de vapor de baja presión que se genera en los recuperadores de condensado.
Se reduce el tamaño de los intercambiadores, reduciéndose el coste de inversión.


-Reducir la presión del vapor generado

Reducir la presión de vapor generado a la presíon requerida por los consumidores


-Controlar la producción de Vapor

Otras ideas:

-Instalar turbinas en líneas de vapor

-Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

-Medir y monitorizar

Distribución del Vapor

El vapor se distribuye desde la caldera a los consumidores, mediante tuberías, por redes de distribución. En la caldera se produce vapor de muy alta presión. Los consumidores necesitan distintos niveles de temperatura del vapor, para ello se definen uno o varios sistemas de distribución del vapor, a distintas presión y temperatura.  Cada sistema de distribución alimentará a varios consumidores con requerimientos similares de presión y temperatura. Antes de distribuir el vapor en los consumidores se reduce a la presión de suministro en cada una de las redes de distribución del vapor, en las estaciones de laminación. La pérdida de calor de las tuberías con el exterior provoca que parte del vapor condense en el interior de las tuberías. Este condensado hay que eliminarlo para evitar problemas de golpes de ariete, esto se realiza utilizando trampas de vapor. Dependiendo de la longitud de las tuberías de distribución de vapor se instalan varias trampas a lo largo de todo el recorrido.

Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

Las calderas generan vapor de muy alta presión. En ocasiones hay que despresurizar mediante válvulas de control para alcanzar la presión de la red de distribución. Podemos convertir el sistema de vapor en una unidad que genere electricidad.  Si el diseño del sistema permite aumentar la presión del vapor generado podemos aumentar la presión diferencial en la turbina y generar más electricidad. Podemos conseguir el mismo beneficio si logramos reducir la presión de trabajo de la red de vapor.  

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este equipo:

-Aumentar la presión diferencial de la turbina.

Aumentar presión del vapor producido en la caldera para aumentar la producción de electricidad e instalar una turbina instalada en el vapor de alta para transformar en electricidad el exceso de presión.


-Turbinas en paralelo con Válvulas de Control

Instalar turbinas en paralelo a las Válvulas de control


Turbina

Turbinas: La turbinas  de un fluido en energía mecánica, desde la presión y temperatura de entrada hasta una presión final a la que se descarga el fluido a la salida de la turbina. Las turbinas conectadas  a generadores eléctricos transforman la energía mecánica en electricidad

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este equipo:

Turbina de contrapresión

La turbina de expansión  transforma la energía de un gas en energía mecánica, desde la presión y temperatura de entrada hasta la presión de descarga antes de que se produzca la condensación del gas. La turbina retorna así una gas sobrecalentado a menor presión, pero suficiente para ser utilizado en otra parte del proceso. Las turbinas de gas conectadas aprovechan menos energía del fluido que las turbinas de condensación. Sin embargo permiten utilizar este fluido, a menor presión en el proceso.  Este tipo de turbinas son las que se utilizan para reemplazar válvulas de control , aprovechando la energía del fluido desde la presión de suministro a la presión de utilización en el consumidor.

Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

Las calderas generan vapor de muy alta presión. En ocasiones hay que despresurizar mediante válvulas de control para alcanzar la presión de la red de distribución. Podemos convertir el sistema de vapor en una unidad que genere electricidad.  Si el diseño del sistema permite aumentar la presión del vapor generado podemos aumentar la presión diferencial en la turbina y generar más electricidad. Podemos conseguir el mismo beneficio si logramos reducir la presión de trabajo de la red de vapor.  

Recursos externos y Referencias:

(Hemos seleccionado estos recursos y referencias, para que puedas ampliar más información)

    Vendedores:

    (Hemos seleccionado algunos vendedores que puedes necesitar para realizar este ahorro)

  • Turbina:

    • Turbina GE


    GE Power
    GE fabrica turbinas de distintos tipos
    Turbina GE

  • Turbina de contrapresión: